Lítium akkumulátor alkalmazások - porszívók és elektromos szerszámok

1. BEVEZETÉS: A lítium akkumulátorok emelkedése vezeték nélküli eszközökben

2. A vezeték nélküli forradalom porszívókban

3. Az akkumulátor technológiájának evolúciója

• Nikkel - Kadmium akkumulátorok (NICD): Korai korlátozások
• Nikkel - fémhidrid (NIMH): Átmeneti fázis
• Lítium - ion akkumulátorok (li - ion): az ipari szabvány

4. A lítium típusai - ion akkumulátorok alkalmazásokban

• Hengeres lítium akkumulátorok (18650, 21700, stb.)
• Prizmatikus lítium akkumulátorok
• Soft - csomag (polimer) lítium akkumulátorok

5. Biztonsági és akkumulátorkezelő rendszer (BMS)

• Miért a BMS a lítium akkumulátorok "gyámja"?
• Kulcsvédelmi jellemzők (túlterhelés, - kisülés, túláram, hőmérséklet)
• Szerepet játszikBMS tesztergépA biztonság és a teljesítmény biztosításában

6. Ipari trendek

7. Következtetés

Ahogy a vezeték nélküli trend az otthoni készüléken és a szerszámszektoron átjut, a lítium akkumulátorokká váltak az alapvető forrás -támogató termékteljesítményt. A "10 órán át töltés és 5 percig tartó felhasználás korai napoktól kezdve a mai hosszú - akkumulátor élettartama akár 60 percig tarthat, a lítium akkumulátorok technológiai áttörései nemcsak átalakították a porszívók és az elektromos szerszámok felhasználói élményét, hanem az egész iparágban a paradigmaváltást is.

A "vezeték nélküli forradalom" porszívókban

A magas - sebességű digitális motorok jelentős energiát fogyasztanak. Magas - minőségi lítium akkumulátorok és akkumulátorkezelő rendszer (BMS) nélkül lehetetlen lenne a vezeték nélküli porszívók "vezeték nélküli előnye". A 7 - cellával felszerelt Dyson V10, 525 - Watt lítium - ion akkumulátorral, továbbfejlesztett elektronikával és BMS -vel párosulva, és a BMS -t, a 8 perces adatterzési módot, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet, a 6. percet. Az akkumulátorok cseréjének gondja a tisztaság közepén. Sokan a ciklonikus technológiára és a nagysebességű motorokra összpontosítanak, figyelembe véve a lítium akkumulátorok kritikus szerepét. Széles körű örökbefogadásuk nélkül a vezeték nélküli porszívók korszakát legalább több évvel késett volna.

Mielőtt a lítium akkumulátorok mainstream lettek, a porszívók és az elektromos szerszámok két akkumulátor -technológiát tapasztaltak, amelyek mindegyike az előző generáció fájdalompontjaival foglalkozik:

1. Nikkel - kadmium akkumulátorok(NICD): Korai "szükséges választás"

Mivel a legkorábbi használt akkumulátor típusa a nikkel - kadmium akkumulátorok nyilvánvaló hiányosságokkal rendelkeztek: kis kapacitás, hosszú töltési idő és rövid akkumulátor élettartama. "10 órán keresztüli töltés, 5 percig történő felhasználás" volt a közös téma. Ennél is fontosabb, hogy súlyos memóriahatástól szenvedtek (a hiányos kisülés csökkenti az akkumulátor élettartamát), és erősen szennyezték a környezetet. 2016. január 1 -jén az Európai Unió hivatalosan betiltotta azok használatát az elektromos eszközökben és a kis készülékekben, és a nikkel - kadmium akkumulátorok fokozatosan elhalványultak a piacról.

2. Nikkel - fémhidrid(NIMH): "Javított változat" az átmeneti szakaszban.

A nikkel - kadmium akkumulátorokkal összehasonlítva a nikkel - fémhidrid akkumulátorok nagyobb kapacitást, alacsonyabb memóriahatást és kevesebb környezetszennyezést kínálnak. Az áremelkedés ellenére a piacon gyorsan mainstream lettek, előkészítve az utat a vezeték nélküli termékek kezdeti népszerűsítéséhez.

3. Lítium - ion akkumulátorok(Li - ion): A mai "abszolút munkavégzés".

A - ion akkumulátorok lítium kialakulása forradalmasította az ipari tájat. Három alapvető előnyt kínálnak: 1,5 - energia-sűrűség 2-szerese a nikkel - fémhidrid akkumulátorok, nincs memóriahatás és alacsony önmagának - kisülés, így tökéletesen illeszkednek a nagy sebességű motorok nagy energiaszükségletéhez. Működési elvük a lítium -ionok pozitív elektróda (a gyakori anyagok közé tartozik a lítium -kobalt -oxid LICOO2 és a lítium -mangán -oxid LIMN2O4) és a negatív elektróda között.

Hengeres lítium akkumulátorok:A Sony által 1992 -ben a Japánban találták ki, stabil minőséget, magas biztonságot és erős méretezhetőséget kínálnak. A gyakori modellek között szerepel az 14650, 17490, 18650 és 21700. Az 18650 -es (18 mm átmérőjű és 65 mm hosszú hengeres akkumulátor) a legszélesebb körben használt akkumulátor a porszívókban és az elektromos szerszámokban. 2016 -ban azonban a Sony eladta lítium akkumulátor -üzletét a Japánban a Murata Manufacturing Co., Ltd. -nek, amely szintén megvásárolta a Sony lítium akkumulátorának ügyfeleit, köztük a Dyson -t.

Prizmatikus lítium akkumulátorok:Ezeket általában alumínium vagy acél tokokba csomagolják. Egyszerű szerkezetet és nagy energia sűrűséggel rendelkeznek (kb. 205W/kg egy 50AH cellához). Ezenkívül 70% -os rendszergyűjtési arányt (az 18650 -es akkumulátorok 60% -ánál magasabb), a nagy cellákkal és a jobb konzisztenciával büszkélkedhetnek. A magas testreszabásuk és a modellek széles skálájának köszönhetően azonban a szabványosított gyártási folyamatok nehézek.

Soft - csomag lítium akkumulátorok(Polimer lítium akkumulátorok): Ezeknek az akkumulátoroknak polimer külső rétege van, és kiváló biztonságot kínálnak (a problémák csak duzzadást és repedést okoznak, nem pedig robbanást). Könnyűek és nagy kapacitással rendelkeznek, így széles körben használják őket a mobiltelefonokban. A rossz konzisztenciája, a magas költségek és a szivárgás tendenciája azonban korlátozott felhasználáshoz vezetett a porszívókban és az elektromos szerszámokban.

Noha a lítium akkumulátorok kiváló teljesítményt nyújtanak, a robbanás kockázatát hordozzák. Az egyetlen lítium robbanása - ion akkumulátor már jelentős, és a több akkumulátor következményei egyidejűleg rövid - áramlási és felrobbanás következményei még pusztítóbbak. Még az importált akkumulátorcellák is olyan márkákból, mint a Panasonic, az LG és a Samsung, nem garantálhatják a 100% -os kockázatot - ingyenes működést.

Ennek a kockázatnak a csökkentése érdekében az akkumulátorkezelő rendszer (BMS) kialakult. Ez a lítium - ion akkumulátorok alapvető technológiája, figyelemmel kísérve az egyes cellák állapotát a túlterhelés megakadályozása érdekében, és a- kibocsátás felett. Az elektromos járművek BMS -ek összetettek, és figyelemmel kísérhetik a feszültség, az áram és a hőmérséklet, a becslés megbecsülési kapacitása (SOC), vezérelhetik a hőmérséklet -szabályozó rendszert, felismerhetik a szivárgást, kommunikálnak más rendszerekkel és archív akkumulátor -felhasználási előzményeket. Az akkumulátorkezelő rendszerek (BMSS) a porszívókban és az elektromos szerszámokban viszonylag egyszerűek, elsősorban az alapfunkciókért, mint például a túlterhelés/- kisülési védelem (pl. Overfare Protection Feszültség 4.20 - 4.30 V, - mentesítő védelmi feszültség 2.60 {{13} 2,80v), túl (rövid - áramköri védelmi áram körülbelül 80a) és magas hőmérsékletű védelem (kisülési magas hőmérsékleti védelmi hőmérséklet 70-80 fok), biztosítva a stabil akkumulátorcsomagolás működését.

ACEY márkaBMS tesztergépelsősorban a -} ion akkumulátor BMS különféle funkcionális mutatóinak tesztelésére használják, értékeljük, hogy a különféle paraméterek a tervezési tartományon belül vannak -e, majd megítélik, hogy a BMS képesített és használható -e.

Mivel a lítium - ion akkumulátorok egyre fontosabbá válnak, új tendenciák merülnek fel a porszívó és az elektromos eszköz iparágakban:

1. akkumulátor platformizációja: A költségek csökkentése és a fogyasztók bevonása

Az elektromos szerszámipar már úttörője volt a platformizációs folyamatnak. Például a TTI két fő lítiumot kínál - ion akkumulátor platformon: 12 V és 18 V. Több száz termék ugyanazon a platformon megosztja a kompatibilis akkumulátorokat. Ez nemcsak csökkenti az akkumulátor és a BMS fejlesztési költségeit, hanem arra is ösztönzi a fogyasztókat, hogy prioritássá tegyék a márkákat, amelyek kompatibilisek a meglévő akkumulátorokkal, amikor új eszközöket vásárolnak. Ez akadályt teremt a nagyvállalatok számára, ami megnehezíti a kisebb vállalatok versenyét. A Bosch szintén elindította a 18 V -os, vezeték nélküli porszívót, amely mind a porszívótisztító, mind a tápegység akkumulátoraival kompatibilitást mutat. A porszívók sokszínű tervezési lehetőségei miatt azonban a kompatibilitás elérése nagyobb kihívást jelent, mint az elektromos eszközöknél.

2. akkumulátorgyártási kapacitás és technológiai felfedezés: A 21700 -as akkumulátor - kereskedelme
Jelenleg a kefe nélküli porszívók akkumulátor élettartama körülbelül 10 perc magas - teljesítménymódban. Az akkumulátor energia sűrűségének áttörése nélkül a jelentős javulásokat nehéz elérni. Egyes gyárak megkezdték a 21700 akkumulátor tesztelését (a Tesla 3. modellben használtak). Energia sűrűsége eléri a 300Wh/kg -ot (20%-kal magasabb az 18650 -es akkumulátornál), növelve a kapacitást 35%-kal, 9%-kal csökkentve a költségeket, és csökkentve a felhasznált akkumulátorok számát. Ugyanakkor a 21700-as akkumulátor hátrányai vannak: a kapacitás minden 10%-os növekedése esetén a ciklus élettartama 20%-kal csökken, a töltés és a kisülési sebesség 30–40%-kal, a hőmérséklet-emelkedés pedig 20%-kal növekszik. A megfelelő akkumulátor kiválasztása inkább a technológia és a közgazdaságtan kiegyensúlyozásának kérdése. A Panasonic 3. Model 3. termelését azonban korábban a 21700 termelési kapacitással kapcsolatos problémák befolyásolták, ami azt mutatja, hogy a termelési kapacitás továbbra is korlátozó tényező.

3. A vezeték nélküli az elkerülhetetlen trend

Nem csak a porszívók, hanem sok más vezetékes termék is vezeték nélküli lesz a jövőben. A lítium akkumulátor technológiájának minden áttörése táplálja ezt a tendenciát.

A nikkel - kadmiumtól a lítium akkumulátorokig, a "vezetékes korlátozásoktól" a "vezeték nélküli szabadságig", a lítium akkumulátorok nemcsak átalakították a termékformat tényezőket, hanem átalakították az ipar versenyképességét is. Az akkumulátorgyártók, mint például a CATL, a Panasonic, az LG, az EVE Energy, a Changong Energy (a Changong Three) és a HighPower technológia, bár nem közvetlenül az élen járnak, már kulcsfontosságú szereplőkké váltak ebben az átalakulásban. A jövőben a folyamatos technológiai fejlődéssel láthatjuk a lítium akkumulátor -termékeket, amelyek hosszabb akkumulátor -élettartamúak, nagyobb biztonsággal és nagyobb sokoldalúsággal, továbbíthatjuk az élet és a munka kényelmét.

Vegye fel a kapcsolatot most